Calcularea secțiunilor de sârmă pentru pierderea admisă a tensiunii
1. Principii generale ale metodelor.
2. Calcularea secțiunilor transversale ale conductelor din starea constanței secțiunilor pe secțiuni.
3. Calculul secțiunilor transversale ale firului din starea minimă a consumului de material conductor.
4. Calcularea secțiunilor transversale ale conductorilor din starea pierderilor minime de putere în rețea.
5. Etapele de calcul în condiții diferite.
6. Caracteristicile comparative ale metodelor.
Strict vorbind, metodele de selectare a secțiunilor transversale pentru pierderi de tensiune admise au fost elaborate pentru conductorii din metal neferos într-o rețea de până la o tensiune de 35 kV inclusiv. Metodele sunt dezvoltate pe baza ipotezelor făcute în rețelele de această tensiune.
Baza metodelor de determinare a secțiunii transversale din pierderea admisă de tensiune este faptul că magnitudinea reactanței conductorilor x 0 este practic independentă de secțiunea transversală a firului F:
• pentru liniile electrice aeriene x 0 = 0,36 - 0,46 ohmi / km;
· Pentru linii electrice de cablu cu tensiune 6-10 kV x 0 = 0,06-0,09 Ohm / km;
· Pentru liniile de cablu cu tensiune de 35 kV x 0 = 0,11 - 0,13 Ohm / km.
Amplitudinea pierderii de tensiune admisă în linia electrică se calculează prin puterea și rezistența secțiunilor conform formulei:
și constă din două componente - pierderea de tensiune în rezistențele active și pierderea de tensiune în reactanți.
Având în vedere faptul că x 0 este practic independent de secțiunea transversală a firului, valoarea poate fi calculată înainte de a calcula secțiunea transversală a conductorului, având în vedere valoarea medie a reactanței x 0σr în intervalele specificate ale variației sale:
În funcție de valoarea setată a tensiunii admisibile în linia de alimentare, se calculează fracțiunea pierderii de tensiune în rezistențele active:
În expresia pentru calculul pierderii de tensiune în rezistențele active
parametrul depinde de secțiunea transversală,
unde conductivitatea materialului de sârmă.
Dacă linia de transmisie constă dintr-o singură secțiune, atunci valoarea secțiunii transversale poate fi determinată din expresia pentru:
Cu un număr mai mare de linii de transmisie a energiei electrice, sunt necesare condiții suplimentare pentru a calcula secțiunile conductorului. Există trei:
· Constanța secțiunilor transversale la toate secțiunile F = const;
· Consumul minim de material conductor min;
· Pierderea minimă a puterii active min.
Calcularea secțiunilor transversale ale conductelor din starea constanței secțiunilor pe secțiuni
Adesea, din motive practice, pentru uniformitatea liniei de transmisie a energiei proiectate, secțiunile sale sunt realizate cu un fir de o singură marcă. În acest caz, formula pentru calcularea magnitudinii pierderii de tensiune în rezistențele active poate fi reprezentată după cum urmează:
Unde este valoarea secțiunii firului:
Valoarea rezultată a secțiunii este rotunjită la cel mai apropiat standard. Pentru el, valorile r 0 și x 0 sunt determinate de ghidul de referință. Prin verificarea calculului, pierderea efectivă de tensiune
și comparați-l cu cel permis. Dacă valoarea reală a pierderii de tensiune este mai mare decât valoarea admisă, atunci secțiunea transversală este mărită la următoarea valoare standard și calculul este repetat.
Verificarea nu se efectuează dacă secțiunea este rotunjită la cea mai apropiată valoare mai mare, iar valoarea reală x 0 a acestui fir este mai mică decât x 0 cf.
Secțiunea finală este verificată prin încălzire:
Calcularea secțiunilor de sârmă din condițiile consumului minim
În liniile electrice care alimentează mai mulți consumatori, sarcina scade cu distanța de la sursa de alimentare. Utilizarea firelor de aceeași secțiune transversală pe liniile de transport, deși profitabilă din punct de vedere al aspectelor operaționale și de construcție, nu este întotdeauna profitabilă din punct de vedere economic. În ultimele secțiuni, firul este întotdeauna încărcat. Aceasta conduce la un surplus al materialului conductor.
Astfel, este necesar să se știe cum ar trebui să scadă valorile secțiunii transversale cât mai mult posibil de la sursa de alimentare, pentru a nu depăși valoarea și pentru a asigura economii maxime ale materialului conductorului.
Luați în considerare o linie electrică cu două sarcini (Figura 11.1).
În această rețea sunt cunoscute:
· Sarcini de putere în noduri;
· Pierderi de tensiune admise.
Este necesar să se determine secțiunea firelor din secțiuni din starea min.
Capacitățile secțiunilor rețelei sunt determinate de prima lege a lui Kirchhoff, pornind de la punctul final (punctul 2):
Setarea x 0c, se calculează pierderea de tensiune în reactanți:
și cota de pierdere de tensiune în rezistențe active:
Să presupunem că cunoaștem mărimea pierderii de tensiune în rezistența activă a primei secțiuni. Apoi, mărimea pierderii de tensiune în rezistența activă a secțiunii 2 este:
În acest caz, secțiunile din secțiuni vor fi egale cu:
Consumul de material conductor în rețea pe fază este:
În această formulă, toate valorile sunt cunoscute, cu excepția. Pentru a determina consumul minim de material conductor, este necesar să luăm derivatul parțial cu o valoare necunoscută și să îl echivalăm cu zero:
Înmulțiți și împărțiți partea stângă a ecuației cu P 1 și partea dreaptă cu P 2. Obținem expresia:
Noi multiplicăm ambele părți ale egalității prin. Avem:
În această formulă, expresii
reprezintă pătratele secțiunilor secțiunilor liniilor de transmisie a energiei electrice.
Formula (11.1) poate fi reprezentată după cum urmează:
Astfel, am obținut o condiție care, atunci când observăm acest lucru, la calcularea secțiunilor secțiunilor liniilor de transmisie a energiei electrice, pierderea de tensiune nu depășește valoarea admisă cu un consum minim de material conductor.
Această concluzie poate fi extinsă la orice număr de secțiuni ale liniilor electrice.
Valoarea este constantă pentru o anumită linie de energie și este determinată din pierderea admisă de tensiune în rezistențele active:
Cunoscând valoarea k p, determinați secțiunea transversală a fiecărei secțiuni a liniei electrice:
Secțiunile transversale ale sârmei sunt rotunjite la cel mai apropiat standard și verificate pentru pierderi de tensiune și căldură. Dacă secțiunile transversale nu satisfac pierderea admisă de tensiune, secțiunile cresc la acele secțiuni, mărimea pierderii de tensiune la care este mai mare.
Calcularea secțiunilor transversale ale conductelor din starea de pierdere a puterii minime în rețea
Secțiunile transversale ale firului selectate de starea minimă a consumului de material conductor nu asigură pierderi minime de putere.
Gasim sectiunile transversale ale firelor care corespund conditiilor min.
Pentru linia electrică prezentată în Fig. 11.1, pierderile de putere activă se calculează după formula:
Să denotăm volumul unui material conductor al unei singure faze pe întreaga linie electrică prin V. În prima secțiune, V 1. Atunci valorile secțiunilor secțiunilor vor fi:
Înlocuim aceste expresii în (11.2) și obținem:
În această formulă, toate cantitățile sunt cunoscute, cu excepția V 1. Pentru a determina minimul pierderilor de putere activă, este necesar să se ia derivatul parțial cu privire la o cantitate necunoscută și să se echivaleze cu zero:
Reducem expresia obținută la:
Deoarece o formulă (11.3) poate fi rescrisă după cum urmează:
Exprimăm puterea secțiunilor prin curenți și tensiunea nominală a liniei de transmisie:
Raportul curent-la-secțiune se numește densitatea curentului (A / mm2). Astfel, se obține o condiție, în cursul căreia, atunci când sunt selectate secțiunile transversale, pierderile de putere active vor fi cele mai mici:
Valoarea densității de curent este determinată din fracțiunea admisă a pierderii de tensiune în rezistențele active:
Secțiunile secțiunilor sunt calculate de curenții secțiunilor:
Secțiunile transversale ale sârmei sunt rotunjite la cel mai apropiat standard și verificate pentru pierderi de tensiune și căldură. Dacă secțiunile transversale nu satisfac pierderea admisă de tensiune, secțiunile cresc la acele secțiuni, mărimea pierderii de tensiune la care este mai mare.
Etape de calcul în condiții diferite
Alegerea secțiunilor transversale pentru pierderea de tensiune admisă se realizează în conformitate cu următorul algoritm:
1. Setați valoarea x 0cp în intervalele specificate ale modificării sale.
2. Calculați cota de pierdere de tensiune în reactanți.
3. Calculați pierderea de tensiune permisă în unitățile numite:
4. Calculați cota permisă de pierderi de tensiune în rezistențele active.
5. Calculați secțiunea transversală a firului, pornind de la starea specificată.
5.1 constanta sectiunilor in toate sectiunile: F = ...;
5.2 consumul minim al materialului conductorului: k p = ... → F = ...;
5.3 Pierderea minimă a puterii active: = ... → F = ....
6. Secțiunile transversale ale sârmei sunt rotunjite la cel mai apropiat standard și verificate pentru pierderi de tensiune (formula generală):
7. Dacă secțiunile transversale nu satisfac pierderea admisă de tensiune, secțiunile cresc la acele secțiuni, mărimea pierderii de tensiune la care este mai mare. Testul este repetat.
8. Secțiunea finală este verificată prin încălzire:
Caracteristicile comparative ale metodelor
Determinarea secțiunii transversale a pierderii de tensiune admisă este aplicată liniilor rețelelor locale a căror secțiuni transversale nu sunt alese pentru densitatea curentului economic.
Alegerea secțiunii transversale în funcție de condițiile curgerii minime a materialului conductor (min) și pierderile minime ale puterii active (min) conduce la rezultate mai economice decât dacă toate secțiunile sunt constante (F = const).
Alegerea unei secțiuni transversale în condițiile min duce la economii de investiții de capital și costuri de funcționare constante (întreținerea și repararea liniilor de transport). Metoda este utilizată pentru consumatorii cu un număr mic de utilizări ale sarcinii maxime Tm și sarcinilor curente reduse. Pentru consumatorii cu sarcini mari de curent și o valoare mare de Tm, este mai bine să folosiți metoda de selectare a secțiunilor din starea min. Aceasta conduce la o reducere a costurilor variabile de operare asociate cu pierderile de putere (energie electrică) în liniile de transmisie.
Alegerea secțiunii transversale pentru densitatea curentului economic ia în considerare ambii factori. Prin urmare, metoda este de bază.
Dacă lungimea liniei de transmisie este mare, atunci secțiunea transversală aleasă în funcție de densitatea curentului economic jek. nu poate asigura o pierdere de tensiune acceptabilă. Aceasta duce la necesitatea recalculării secțiunii transversale. Prin urmare, este necesar să se determine mai întâi densitatea curentului de la starea de pierdere admisă de tensiune. Această densitate a curentului este comparată cu cea economică. Secțiunea transversală se calculează pornind de la densitatea curentului, a cărei valoare este mai mică.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: